융합형 센서·저전력·소형화·플랫폼에 지원 나서야
차세대 디바이스에는 소형·경량·고성능·다기능·고편의성의 '스마트 센서'가 적용된다. 이는 디바이스의 기능과 성능을 결정하고 기술들 간 융합의 매개체 역할을 할 수 있다. 기존 제품의 성능과 서비스들을 첨단화하고 높은 부가가치도 창출할 수 있다.
다양한 센서 모듈이 하나의 디바이스에 탑재되는 경우 가장 큰 기술적 애로사항은 바로 소형화다. 센서 제조 공정에서 모듈의 최소화를 위해 2차원 배선 및 3차원 결합 분야의 공정 기술이 요구되며 유연 전자소자, 나노소자 등 다양한 집적 기술이 적용되고 있는 추세다.
그러나 글로벌 센서 시장에서 우리나라의 점유율은 지난 2013년 기준 2.1%로 매우 낮다. 실제 센서 소재·소자 대부분을 수입에 의존하고 있어, 이에 대한 R&D 투자 및 혁신적인 모듈화 기술 개발을 위한 지속적인 지원이 필요한 상황이다.
차세대 디바이스의 필수 항목인 이동성을 확보하기 위해서는 배터리의 효율적 사용을 위해 저전력 장거리 통신(LPWA)이 적용돼야 한다. LPWA 중 가장 주목받고 있는 기술은 '로라(LoRa)'다. 로라는 광범위한 커버리지(약 10km)와 긴 배터리 수명(AA 사이즈 기준 10년)을 가지고 있으나, 전송속도가 10Kbps 수준으로 매우 느리다.
우리나라에서 SK텔레콤이 로라 얼라이언스에 참여 후 전국적으로 로라망을 구축하고 표준화를 이끌고 있다. 그러나 중소·벤처기업 입장에서는 이러한 인프라를 사용하기 위해 주파수 할당이나 비용적인 측면에서 부담이 될 수 있다. 때문에 국가적인 측면에서의 시범 통신 인프라 설치가 필요하다고 보고서는 설명했다.
차세대 디바이스 개발을 위해서는 사람의 뇌신경을 모방한 차세대 반도체인 '뉴로모픽'이 핵심기술로 꼽힌다. 뉴로모픽은 전력 소모량이 기존 반도체 대비 1억 분의 1에 불과한 저전력 하드웨어 기술이다. 아직 R&D가 초기 수준 단계에 있어 뇌의 동작원리와 가깝게 모사하면서 저전력으로 활용할 수 있는 시스템을 개발하는 것이 매우 중요하다.
또 다양한 기능을 갖춘 모바일 디바이스로 발전할 가능성이 매우 높은 만큼 기기 내에 탑재될 소자나 모듈 등을 소형화하는데 매우 많은 비용과 시간이 요구된다. 필요한 기능의 수 및 용도 등에 따라 소요되는 비용 차이가 클 것으로, 제품의 상용화를 고려해 적정 기술을 결정할 수 있는 단계가 선행돼야 한다.
아울러 시스템 및 서비스 간의 정보 수집·공유·빅데이터 구성·실행 제어 등을 위해 상호운용성이 우수한 IoT(사물인터넷) 데이터 공유 플랫폼이 필요한 상황이다. 이에 누구나 쉽게 접근이 가능한 차세대 디바이스용 플랫폼을 개발하고 연구계와 산업계, 교육계 등과 협의를 통해 표준화에 대한 지원 사업을 진행해야 한다.
보고서를 작성한 김덕현 (재)충남테크노파크 선임연구원은 "차세대 디바이스에 적용될 기술은 '융합형 산업'으로 하나의 기업이나 대학, 연구소에서 수행하기 어려워 국가적인 차원의 전략이 필요하다"며 "처음부터 새로운 산업을 발굴하는 것보다는 기존의 산업들과 융합을 통해 발전할 수 있는 방향으로 가야 할 것으로 판단된다"고 말했다.
이어 "우수한 IT 인프라 및 기술을 가지고 있는 국내 산업 환경을 고려할 때 차세대 디바이스 산업은 분명 국가의 새로운 신성장동력으로 성장할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.
임현지 기자
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